Wind Turbine basics

1. професор Богдан І. Стадник-2010- Вітроенергетика-- Огляд • Як саме воно Працює & Як воно НЕ Працює(і що при тім робити слід/варт) Wind Turbine basics Інститут Комп’ютерних технологій,Автоматики та Метрології Національний університет "Львівська політехніка"

2. 1Вітроенергетика. Основні терміни 2Вітрові турбіни 2.1Типи вітрових турбін 2.1.1.Горизонтально–осьові турбіни 2.1.2.Вертикально–осьові турбіни 2.2Будова вітроенергетичної установки 3Системи регулювання у вітрових турбінах 3.1Методи регулювання потужності 3.2Методи регулювання швидкості 3.2.1.Регулювання швидкості типу А: фіксованої швидкості 3.2.2.Регулювання швидкості типу В: обмеженої змінної швидкості 3.2.3.Регулювання швидкості типу С: змінної швидкості з частково-масштабованим частотним перетворювачем 3.2.4.Регулювання швидкості типу D: змінної швидкості з повномасштабним частотним перетворювачем 4Генератор. Основні поняття 4.1Асинхронний (індукційний) генератор (ІГ) 4.1.1.Індукційний генератор з короткозамкненим ротором (КЗІГ) 4.1.2.Індукційний генератор з фазним ротором (ФРІГ) 4.1.3.Індукційний генератор з OptiSlip (ОКІГ) 4.1.4.Індукційний генератор подвійного живлення (ПЖІГ) 4.2Синхронний генератор (СГ) 4.2.1.Синхронний генератор з фазним ротором (ФСГ) 4.2.2.Синхронний генератор з постійним магнітом (МСГ) 4.3Перспективні типи генераторів 4.3.1.Генератори високої напруги (ВНГ) 4.3.2.Генератор перемикання магнітного потоку (ПМПГ) 4.3.3.Генератор поперечного потоку (ППГ) 5Силова електроніка для вітрових турбін 5.1Плавний пускач 5.2Батарея конденсаторів 5.3Випрямлячі та інвертори 5.4Частотний перетворювач Додаток А Додаток Б Додаток В Додаток Г ВітроЕнергія -003-

3. Характерною прикметою сучасної енергетики України є рух в напряму розвитку екологічно чистої енергетики на основі нетрадиційних та відновлюваних джерел енергії. Досить швидким темпам її розвитку сприяє науковий та практичний доробок в цій галузі, набутий на протязі останніх 20 років. В останній час нетрадиційна енергетика отримала визнання з боку державних органів влади, в результаті чого підготовлено та прийнято ряд державних програм і поправок до законів про енергетику, що створює сприятливі умови як для впровадження і експлуатації вже розробленого обладнання нетрадиційної енергетики, так і розвитку нових енерготехнологій та устаткування. ВітроЕнергія -004-

4. Розвиток відновлювальної енергетики для України не менш важливий, ніж для країн Європейського Союзу. Спільною для нас є обмеженість власної сировинної бази щодо газу і нафти та залежність від поставок цього органічного палива з зовнішніх джерел. Однак такі поставки для європейських країн диверсифіковані. Україна ж залежить виключно від однієї країни-постачальника — Російської Федерації. Друга особливість нашої економіки — велика питома вага у структурі валового внутрішнього продукту енергоємних галузей: металургії, хімії, виробництва цементу та інших, що робить економіку України ще більш енерговразливою. ВітроЕнергія -005-

5. Директива Європейського Союзу від 27 вересня 2001 року вимагає від країн-членів встановити національні індикативні цільові показники споживання електроенергії, виробленої з відновлювальних джерел, та формулює завдання досягти 12% валового внутрішнього споживання за рахунок такої електроенергії до 2010 року. ВітроЕнергія -006-

6. В Україні є значні ресурси більшості відомих на сьогодні видів ВНДЕ. Але реальні передумови: технічна спроможність і необхідний науковий потенціал існують на двох напрямах — це використання енергії вітру та енергії малих річок. За даними НАН України, розбудова малої гідроенергетики може дати країні до 4 млрд. кВт•год, а вітроенергетики — 30—45 млрд. кВт•год електроенергії на рік. Освоєння цього значного потенціалу в Україні, можна сказати, ще не почалося. До речі, саме вітроенергетика в останні 10—15 років інтенсивно розвивається в Європі, США та багатьох країнах Азії і, по суті, є основним напрямом освоєння ВНДЕ у світі. ВітроЕнергія -007-

7. Уже на той час західноєвропейські країни, зокрема Данія та Німеччина, мали солідні результати у розвитку вітроенергетики. Їх досвід показував, що успіх великою мірою залежить від державної підтримки. По-перше, ВЕУ — це досить складні у технічному відношенні агрегати, більшість вузлів яких потребує створення спеціалізованих виробництв та значних інвестицій. По-друге, попри очевидні переваги ВЕУ як генераторів, що працюють без палива, навіть у Європі вони не витримували конкуренції з тепловими, атомними і тим більше гідроелектростанціями через високу ціну виробленої ними електроенергії. Вони не вироблялися серійно, а одинична потужність навіть промислових ВЕУ була дуже малою. Не на користь вітроенергетики були і відносно невисокі на той час ціни на органічне та ядерне паливо. В Україні потенційна конкурентоспроможність вітроенергетики тоді була ще меншою. ВітроЕнергія -008-

8. . ВітроЕнергія -009-

9. Вітроенергетика В Україні промислове освоєння енергії вітру розпочалося на початку дев’яностих років минулого століття з ініціативи нечисленних ентузіастів. У той період економіка країни переживала далеко не найкращі часи. У наявності був весь кризовий набір: галопуюча інфляція, глибокий спад виробництва, величезна армія безробітних і бартерні схеми розрахунків. Якогось впливу на паливно-енергетичний баланс країни у коротко- чи середньостроковій перспективі від цієї ініціативи не очікували. Разом з тим розвиток цього напрямку енергетики міг дати хоч якусь роботу підприємствам військово-промислового комплексу, більшість з яких на той час не мали замовлень. Тому цю ініціативу підтримало Міністерство промислової політики України, у підпорядкуванні якого перебували заводи, що потенційно могли виготовляти вітроенергетичні установки (ВЕУ). ВітроЕнергія -0010-

10. Привертає увагу менша кількість шилей(цифри у колі)у центральних регіонах (Полтава) ВітроЕнергія -0011- Кліматична карта України

11. Вартість опалення різними видами палива. Для розрахунку ми взяли середні вартості різних видів палива та ккд найпоширеніших опалювальних пристроїв . В розрахунку взята тільки вартість палива, без вартості опалювальних пристроїв, дозволів на підключення (газу) і т. д. ВітроЕнергія -0012- http://frankeko.com.ua/information.php?page=ek&subpage=inform8

12. ВітроЕнергія -0013-

13. Основні терміни Вітроенергетика – це галузь виробництва, яка базується на перетворенні енергії вітру в електричну енергію. Перетворення енергії здійснюється за допомогою вітрових турбін (вітрогенераторів). Вітер обертає ротор турбіни, від якого це обертання передається на генератор, який генерує електричний струм. Вітер. Вітром називають переміщення потоків повітря в масштабах Землі. Основними причинами виникнення вітру є рух повітря від зон більш високого тиску в зони з меншим тиском та обертання планети (сила Коріоліса). В масштабах місцевості рух повітря залежить також від сил тертя за рахунок нерівностей ландшафту та від різниці температур різних ділянок поверхні землі. ВітроЕнергія -0014-

14. Потенціал вітрової енергії в Україні Україна має потужні ресурси вітрової енергії: річний технічний вітроенергетичний потенціал дорівнює 30 млрд. кВт´год. В результаті обробки статистичних метеорологічних даних по швидкості та повторюваності швидкості вітру проведено районування території України по швидкостях вітру і визначено питомий енергетичний потенціал вітру на різній висоті відповідно до зон районування. ВітроЕнергія -0015-

15. Карта Середньої Швидкості Вітру ВітроЕнергія -0016-

16. Питомий енергетичний потенціал вітрової енергії в Україні ВітроЕнергія -0017-

17. Приведені дані є базовими при впровадженні вітроенергетичного обладнання і призначені до використання проектувальниками об'єктів вітроенергетики для встановлення оптимальної потужності вітроагрегатів та тилу енергії (електрична або механічна) для ефективного її виробництва в конкретній місцевості. В умовах України за допомогою вітроустановок можливим є використання 15¸19% річного об'єму енергії вітру, що проходить крізь перетин поверхні вітроколеса. Очікувані обсяги виробництва електроенергії з 1 м2 перетину площі вітроколеса в перспективних регіонах складають 800¸1000 кВт´год/м2 за рік. ВітроЕнергія -0018-

18. Застосуванння вітроустановок для виробництва електроенергії в промислових масштабах найбільш ефективно в регіонах України, де середньорічна швидкість вітру > 5 м/с: на Азово-Чорноморському узбережжі, в Одеській, Херсонській, Запорізькій, Донецькій, Луганській, Миколаївській областях, АР Крим та в районі Карпат. Експлуатація тихохідних багатолопатевих вітроустановок з підвищеним обертаючим моментом для виконання механічної роботи (помолу зерна, підняття та перекачки води і т.п.) є ефективною практично на всій території України. ВітроЕнергія -0019-

19. Вітроенергетика України має достатній досвід виробництва, проектування, будівництва, експлуатації та обслуговування як вітроенергетичних установок, так і вітроенергетичних станцій; в країні є достатньо високий науково-технічний потенціал і розвинена виробнича база. В останній час розвитку вітроенергетичного сектора сприяє державна підтримка, що забезпечує реалізацію ініціатив по удосконаленню законодавства, структури керування, створенню вигідних умов для внутрішніх і зовнішніх інвесторів. ВітроЕнергія -0020-

20. Реалізація державних національних програм в галузі вітроенергетики на 2010 рік передбачає загальне річне виробництво електроенергії на вітроелектростанціях та автономних вітроустановках близько 5,71 млн. МВт´год; що дозволить забезпечити біля 2,5 відсотків від загального річного електроспоживання в Україні. ВітроЕнергія -0021-

21. Класифікація вітрів. Класифікацію вітрів здійснюють за різними ознаками, в т.ч. за силою, швидкістю, напрямком, тривалістю, масштабом тощо. Завдяки доступності, екологічності, відновлюваності та дешевизні вітрової енергії, її використовують як для виробництва електроенергії (за допомогою вітроенергетичних установок), так і в інших галузях. ДОВВЕСТИ швидкості вітрів Галицького вітрорегіону ВітроЕнергія -0022-

22. Вітроенергетичні установки.Вітроенергетична установка (ВЕУ) складається з комплексу споруд та механізмів, які використовуються для промислового виробництва електроенергії за рахунок енергії вітру. Основними складовими частинами ВЕУ є власне вітрогенератор (турбіна - turbine) та вежа (tower), на якій вітрогенератор розташований. Фактори, які слід враховувати при проектуванні ВЕУ. Основними факторами, від яких залежить корисна потужність вітроенергетичної установки (вітрогенератора), є, зокрема, швидкість та напрямок вітру (роза вітрів), структура навколишнього ландшафту, висота встановлення (висота вежі) тощо. Далі детальніше про фактори впливу на ВЕУ. ВітроЕнергія -0023-

23. Роза вітрів. Розою вітрів називають відображення багаторічних та короткочасних метеорологічних спостережень за напрямком та швидкістю вітру в даній місцевості. На карті роз вітрів відображається відносна частота різних напрямків вітру по часу, добуток відносної частоти на середню швидкість по кожному з напрямків, або ж нормалізований добуток частоти на середню швидкість по кожному з напрямків (приведений до 100%). За допомогою карт рози вітрів розраховують потужність ВЕУ та виконують орієнтування певних видів вітрогенераторів таким чином, щоб забезпечити відбір максимальної потужності від енергії вітру найбільш частого напрямку вітру із забезпеченням максимальних значень коефіцієнта корисної дії. ВітроЕнергія -0024-

24. Швидкість вітру. Швидкість вітру безпосередньо впливає (визначає) на потужність турбіни, оскільки енергія вітру пропорційна його швидкості в третьому степені. Частота обертання ротора, а, отже і потужність генератора, знаходяться в прямій залежності від енергії вітру. доввестИ “ перед-виміряне (вітер) регулювання Обертання Ротора з пост-вимірюванням (биття та рівномірність)” ВітроЕнергія -0025-

25. Напрямок вітру. Напрямок вітру – величина, що практично постійно змінюється та залежить в основному від погодних умов. В зв’язку з перемінністю напрямку та швидкості вітру у вітроенергетиці застосовують карти роз вітрів та різноманітні методи прогнозування вітрової енергії. доввестИ “методи вимірювання Напрямку та Швидкості вітру” (картинки!!) ВітроЕнергія -0026-

26. Обмежувачі Потужності Турбін • Енергія вітру • Betz межа (потік повітря не може бути сповільнений до нуля) • Втрати ККД при низьких кутових швидкостях • Довготривалі втрати – втрати від Неоптимальної Аеродинаміки та Конструктивні та Логістичні прорахунки

27. Вимірювання швидкості та напрямку вітру. Ці вимірювання мають важливе значення для вітроенергетики. Швидкість вітру вимірюється анемометром, частіше за допомогою обертового чашкового або гвинтового. В деяких випадках вимірювання швидкості вітру проводять вимірюванням ультразвукових сигналів або дії вентиляції на резистор, що нагрівається. Інший тип анемометра використовує трубку Піто, яка дозволяє вимірювати перепад тиску між внутрішньою і зовнішньою трубою, яка піддається дії вітру для визначення динамічного тиску, який потім використовується для обчислення швидкості вітру. Для визначення швидкості вітру у верхніх шарах атмосфери використовують радіонавігаційний або радіолокаційний зонди. Робота такого зонду базується на ефекті Доплера. ВітроЕнергія -0028-

28. Прогнозування вітрової енергії. Прогнозуванням вітрової енергії називають оцінювання очікуваної продуктивності одного, або декількох вітрогенераторів (парку вітрогенераторів) за наперед визначений період часу в найближчому майбутньому. Наявну (генеровану) потужність парку вітрових турбін віднесену до номінальної потужності вітрових ферм в одиницях потужності (кВт, МВт) називають терміном продуктивність (парку вітрових турбін) або коефіцієнтом використання його встановленої потужності. Прогноз виражається величиною енергії та визначається інтегруванням продуктивності за окремі проміжки часу. Прогнозування вітрової енергії розглядається в різних масштабах часу, та в залежності від передбачуваного застосування. ВітроЕнергія -0029-

29. Енергія Потужність Кількість Норма Одиниця kWh kW, MW* Водна аналогія Літр Літр / Година Авто-аналогія - Як далеко? - Літр бензину Engine HP Ціна одиниці 12 цент/кВ*г $1,500,000/MW Маркер Споживання АБО виробництво Встановлена величина Різниця між Енергією та Потужністью

30. На сьогодні існує та застосовується багато різноманітних методів короткострокового прогнозування вітрогенерування (вітроенергії). Найпростіший з них ґрунтується на метеорологічних даних (кліматологія) або ж середніх статистичних значеннях минулого фактичного виробництва. Цей метод може бути застосований в якості еталонного методу, оскільки він достатньо простий в реалізації. Також, цей метод може бути використаний як базовий при оцінюванні більш сучасних та передових методів. Для розширеного методу короткострокового прогнозування є необхідним прогнозування метеорологічних змін для застосування їх в якості вхідних величин вітрового виробництва електроенергії, у рамках так званої кривої потужності. ВітроЕнергія -0031-

31. Розширені методи прогнозування традиційно поділяються на дві групи. Перша група розширеного прогнозування, яку іменують фізичний підход,- основну увагу приділяється опису вітрового потоку навколо та всередині вітрової турбіни, та використовується криву потужності заводу-виробника для оцінювання потужності вітроенергії. Одночасно з цим друга група (статистичний підхід), концентрується на аналізі співвідношення між метеопрогнозами та вихідною потужністю з використанням статистичних моделей, при цьому параметри оцінюються виключно за зібраними даними. Прогнозування здійснюється за допомогою чисельних прогнозів моделей погоди, які ґрунтуються на рівняннях руху і сили. Однак зазначене прогнозування потребує уточнень, оскільки всім процесам моделювання притаманна деяка непевність результату вимірювання, яку обов’язково слід враховувати для оптимізації прогнозування. ВітроЕнергія -0032-

32. Структура ландшафту. Структура навколишнього ландшафту відіграє значну роль при встановленні вітрової станції. При встановленні турбін слід враховувати мінімальні відстані від перешкод до турбіни, можливість виникнення турбулентності, ефектів тунелю та пагорба. Нехтування переліченими факторами може призводити до недостатньо ефективної роботи турбін. ВітроЕнергія -0033-

33. Конструкція ВЕУ. Конструкція ВЕУ також має бути найбільш придатною для ефективної роботи. Висота вежі вітрогенератора, має бути оптимальною і враховувати виникнення вітрової тіні. Конструкція ротора та інших частин вітрової турбіни також повинна бути оптимальною та розрахованою на максимальний відбір енергії вітру в заданих умовах даної місцевості, матеріали для виготовлення турбіни мають бути корозійно- та зносостійкими. Анемометри повинні бути точними та нечутливими до обмерзання. Обов’язково слід передбачати встановлення блискавкозахисту. При проектуванні турбіни також слід враховувати рівень шуму та вібрації, від роботи турбіни, та оцінювати можливий їх вплив на людей. Вітрові турбіни часто встановлюють великими групами, таким чином утворюючи парки вітрогенераторів. ВітроЕнергія -0034-

34.  Парки вітрогенераторів. Вітровим парком називають вітроелектростанцію, яка складається із сукупності вітрогенераторів. Типовий вітровий парк включає 80 вітрогенераторів, встановлених квадратом 8 × 10. Встановлена потужність кожної турбіни може досягати 5 МВт. Встановленою називають потужність, яку міг би виробляти генератор, якщо міг би використовувати її на 100%. В європейських умовах коефіцієнт використання встановленої потужності ВЕУ (щільність потужності) ≈25%. ВітроЕнергія -0035- Легко вирахувати, що реальна генерована потужність окремо взятого вітрового парку може скласти 5 × 80 × 0,25, тобто 100 МВт, що співмірно із показниками ГЕС.

35.  Парки вітрогенераторів. Вітровим парком називають вітроелектростанцію, яка складається із сукупності вітрогенераторів. ВітроЕнергія -0036-

36. Парки вітрогенераторів можуть займати й значно більші площі, проте ділянки під ВЕУ частково можливо використовувати в сільськогосподарських цілях, або ж встановлювати офшорні парки вітрогенераторів, які працюватимуть від енергії вітрів над водними поверхнями (океани, моря або озера). Місце планування парків вибирають із розрахунку перспективності, але це не завжди оптимально, оскільки також слід враховувати *фактор екологічності, *віддаленості від населених пунктів (втрати електроенергії при передаванні на велику відстань) тощо. При плануванні парків слід враховувати розміщення турбін відносно перешкод, їх оптимальну висоту та взаємний вплив турбін по відношенню одна до одної. ВітроЕнергія -0037-

37. Слід відмітити, що раніше електромережі з небажанням брали електроенергію від вітрових ферм, оскільки виробіток енергії від них – нестабільний… Враховуючи те, що електромережі підвладні періодичним пікам та провалам електроспоживання, потік енергії від ВЕУ стає додатковим дестабілізуючим фактором, хоча з встановленням системи перетворення виробленого струму та синхронізації його з загальними темпорально-енергетичними параметрами мережі – вони стали більш довершеними. До того ж концепція передачі енергії в декілька мереж одночасно (створення об’єднаних мереж – "supergrid") вирішує проблеми нестабільності споживання. Враховуючи вищенаведене, слід сказати що за вітровими парками велика перспектива. ВітроЕнергія -0038-

38. Екологічні аспекти ВЕУ. З екологічної точки зору використання вітрової енергії менш шкідливе порівняно із традиційними джерелами енергії. Вітрова енергія не використовує органічне чи ядерне паливо, а тому не призводить до забруднення повітря. Витрати енергії на виготовлення, транспортування та встановлення вітрових турбін, компенсуються виробленою енергією за кілька місяців роботи.Негативними наслідками встановлення вітрових турбін є їх небезпека для птахів та кажанів, можлива зміна клімату у глобальних та місцевих масштабах, неможливість повноцінного застосування ділянок, виділених під вітрові станції. Всі перелічені фактори враховують при проектуванні вітрових станцій. Проблема шкідливого впливу шуму та вібрації на живі організми в минулому була достатньо актуальною, однак кожне нове покоління вітрогенераторів все тихіше та безпечніше. За останні 10 років швидкість обертання ротора знизилась в три рази (від 40 до 12-13 об/хв). Крім того, генератори тепер встановлюють на дуже високі вежі, 120 м та вище. Так, що в Європі з її жорсткими екологічними обмеженнями поряд з наземними вітропарками будують будинки. ВітроЕнергія -0039-

39. Перспективи розвитку. Зростання світової вітрогенерації відбувається буквально шаленими темпами. Якщо десять років тому встановлена потужність всіх ВЕС в світі складала 17 ГВт, то вже в 2009 році цей показник орієнтовно був рівний 154 ГВт. За прогнозами на 2020 рік цей показник складе – 900 ГВт. Тільки за 2008 рік в Європі встановили 5000 вітрогенераторів із встановленою потужністю 2 – 5 МВт кожен, тобто більше десяти щодня. В наш час вітроенергетика перетворилася в хайтек-бізнес із обігом в десятки мільярдів євро.З кожним новим поколінням ВЕУ їх ефективність стає все більшою, а ціна виробництва та обслуговування все меншою. Для прикладу: найновіші редуктори, що використовуються у вітрогенераторах компанії VESTAS – одного з лідерів ринку – мають гарантію на 80 тисяч годин роботи без поломок. Фактично це складає 20 років безперебійної роботи та колосальну економію на ремонтах і обслуговуванні. За прогнозами економістів ЄС до 2015 року графіки цін на електроенергію із традиційних джерел та на енергію від вітростанцій зійдуться, а в подальшому енергія, одержана за допомогою вітру, стане навіть дешевшою. ВітроЕнергія -0040-

40. Будова вітроенергетичної установки •  Вітроенергетична установка складається з двох основних частин: вежі (tower) та турбіни (turbine). Оскільки кращі характеристики притаманні горизонтально-осьовим турбінам, для них передбачено встановлювати достатньо високі вежі. Турбіна складається з ротора (rotor) та корпуса (housing), в якому знаходяться: мультиплікатор (gearbox), генератор (generator), частотний перетворювач (frequency converter), механізми повороту лопатей (pitch system) та турбіною (yaw motor and yaw system), системи охолодження (cooling system), система регулювання (control system) та захисту (safety system), може також бути і трансформатор (іноді розміщують у підніжжі вежі) (transformer). • На корпусі також знаходиться анемометр (anemometr). ВітроЕнергія -0047-

42. Аеродинамічний дизайн ротора розробляється таким чином, щоб збільшити ефективність відбору енергії вітру та зменшити навантаження на лопаті. Також передбачається наявність механізмів для повороту лопатей та повороту турбіни в залежності від напряму вітру. Ротор перетворює енергію вітру в обертання валу, а мультиплікатор дозволяє збільшити кількість обертів (у випадку слабкого вітру). Генератор перетворює механічну енергію обертання ВітроЕнергія -0049- в електричну енергію, частотний перетворювач приводить цю енергію до необхідної частоти, а трансформатор зменшує або збільшує величину струму. Таким чином далі енергія передається в електромережу. Анемометр служить для визначення напряму та швидкості вітру.

43. Системи регулювання у вітрових турбінах Вітрові турбіни можуть працювати як із постійною, так і зі змінною швидкістю. На початку 90-их років почали встановлювати вітрові турбіни, які працювали із постійною швидкістю. Це означає, що, незалежно від швидкості вітру, швидкість ротора турбіни є постійною і визначається частотою приєднаної мережі,коефіцієнтом мультиплікатора та будовою генератора. ВітроЕнергія -0050-

44. Вітрові турбіни із фіксованою швидкістю Вітрові турбіни із фіксованою швидкістю (Fixed-speed wind turbines) обладнані індукційними генераторами (з короткозамкненим або фазним ротором), який приєднаний до мережі напряму через плавний пускач і батарею конденсаторів (для зменшення реактивної потужності). Їх конструкція розроблена для досягнення максимальної ефективності при заданій швидкості вітру. Для збільшення виробітку енергії, генератор має дві обмотки: одна використовується при малих швидкостях вітру (звичайно 8 полюсів), а друга при середніх та високих швидкостях вітру (звичайно 4-6 полюсів). Вітрові турбіни із фіксованою швидкістю добре себе зарекомендували завдяки їх простоті, надійності та міцності. Складова частина вартості їх електричних частин є достатньо низькою. Недоліки таких турбін полягають у неконтрольованому споживанні реактивної потужності, збільшених механічних навантаженнях і обмеженні регулювання потужності. Незалежно від роботи при фіксованій швидкості, всі флуктуації швидкості вітру далі передаються як флуктуації механічного моменту та, відповідно, електричної потужності в мережі. ВітроЕнергія -0051-

45. Вітрові турбіни зі змінною швидкістю В останні роки переважно використовують турбіни зі змінною швидкістю (variable-speed wind turbines). Такі турбіни розраховані для досягнення максимальної аеродинамічної ефективності при широкому діапазоні зміни швидкостей вітру. Робота турбіни зі змінною швидкістю дає можливість пристосовувати (прискорювати або сповільнювати) швидкість обертання турбіни до перемінної швидкості вітру. Таким чином співвідношення зазначених швидкостей залишається постійним та на заданому рівні, який відповідає максимальному коефіцієнту потужності. На відміну від турбін з фіксованою швидкістю, турбіни зі змінною швидкістю зберігають момент генератора постійним, а зміни швидкості вітру поглинаються швидкістю генератора. Електрична система змінношвидкісних турбін має більшу комплектацію порівняно з одно- чи двошвидкісними турбінами. Зазвичай, змінношвидкісні турбіни складаються з індукційних або синхронних генераторів і приєднані до мережі через перетворювачі, які регулюють швидкість генератора. Переваги змінношвидкісних турбін виражаються збільшеною кількістю поглинутої енергії, покращеною якістю і зменшеними механічними напруженнями на турбіну. Недоліки цих турбін полягають у втратах енергії за рахунок силової електроніки, використанні більшої кількості елементів, і збільшеній вартості обладнання (силової електроніки). При проектуванні та впровадженні змінношвидкісних турбін є змога використання більшої кількості типів генераторів з можливістю застосування декількох комбінацій типів генераторів та перетворювачів. ВітроЕнергія -0052-

46. Поставити яко ілістрацію, що, мовляв “вітровики” вже виправилися з нестабільністю електрогенерації, чим ВЕЛЬМИ псули нерви електропередатчикам, аж до міжфахових напруженнь . ВітроЕнергія -0053-

47. . ВітроЕнергія -0054-

48. . ВітроЕнергія -0055-

49. Орієнтація • Турбіниможнакатегоризувати в двох видах, заснованих на орієнтації ротора Вертикальна Вісь Горизонтальна Вісь

50. Advantages Omnidirectional Accepts wind from any angle Components can be mounted at ground level Ease of service Lighter weight towers Can theoretically use less materials to capture the same amount of wind Disadvantages Rotors generally near ground where wind poorer Centrifugal force stresses blades Poor self-starting capabilities Requires support at top of turbine rotor Requires entire rotor to be removed to replace bearings Overall poor performance and reliability Have never been commercially successful Vertical Axis Turbines